俄罗斯国产地铁车辆异步牵引传动装置及其运营 1 异步电机牵引传动装置的优点 目前，俄罗斯地铁电动车辆的主车型是装有直流牵引电动机和接触电阻控制装置的车辆。尽管直流电动机长期以来已经显现出了它的运营适宜性，但是它的缺点是不容忽视的。比如，整流子部件和电刷装置的可靠性较差；由于安装空间狭小其功率受到了限制 ；运营条件下，其技术保养和修理的费用高。而异步电机牵引传动装置就没有上述这些缺点，而且由于工业部门研发大功率IGBT晶体管的成功，为这种电机的制造创造了条件。 俄罗斯地铁车辆机械制造有限公司（以下简称车辆制造公司）会同莫斯科地铁运营部门和阿尔斯通公司，对 81-720/721A 型地铁车辆进行了改装研究。2000年改装样车在莫斯科地铁中进行了试验，试验是成功的。专家委员会的结论认为，异步电机牵引传动地铁车辆可节电13.5%，若采用再生制动时，节电可达40%，不仅可节省运营支出，而且提高车辆既有可靠性指标，还可提高列车运营舒适度指标。2 异步电机传动装置车辆的国产化过程 目前，3节装有阿尔斯通公司异步牵引电动机的 81-740-741 型车辆编组的地铁列车，在莫斯科已经运营了２年多。但装有进口配套异步电机的车辆价格昂贵，且缺少进口传动装置运营修理和技术保养的专门人员及专用设备,售后服务费用高。尽管进口异步电机传动装置的可靠性高，但其传动装置零部件在运营中折损是不可避免的。 为了保证地铁对异步电机传动装置车辆的需求，莫斯科地铁和车辆制造公司决定，以车辆制造公司为龙头，开发国产异步牵引电机传动装置。传动装置的开发工作在进口现代化动力和控制电子元器件生产基地进行。 这项研究工作 2 0 0 1 年开始，2003年年末结束。设计牵引传动装置采取的办法是，除网式滤波抗流圈和制动电阻器外，整个牵引系统的装置都放在1个元器件箱里。这样就大大简化了传动装置各种器件的组装工作，同时也便于装车前在试验台上进行综合检查。另外，这样布置，传动装置的外部动力电路线和控制电路线的数量就会最少，元器件盒里的动力电线路采用铜母线和电缆。电缆接头线采用冲头法固定，控制电路线在接点接合处用冲头法和快粘胶固定。 动力逆变器在 IGBT 组件和欧佩克公司1 700 V电压起动器的基础上进行研究，由车辆制造公司进行开发生产。传动装置控制元件的研发， 是 在 国 外 生 产 的 S M D元器件基础上进行的，而控制元件的计算和控制芯板则在 Texas Instruments 公司的２种控制器 （T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 A 和T M S 3 2 0 V C 3 3）的基础上进行制造。数字控制元件可实施异步电机同向量数学组件的频率电流控制计算。该控制元件控制系统的结构，已申办专利保护。带有程序软件的控制元件，由车辆制造公司负责研发和生产。 2003 年7 月，首列3 节车厢编组的异步电机传动装置的试验样车制造完成。2003 年 12 月，7 节车厢编组的试验样车制造完成，并顺利通过了牵引动力验收试验。决定对国产异步电机牵引装置进行系列生产。 在极短的时间内，一个新的电器安装车间，包括地铁车辆异步牵引电机传动装置元器件箱组装专业化工段便投入了运营（图1）。车间有相当的面积和10条安装线，可同时进行装配作业。根据 2006 年定单规模，工厂计划月产传动装置10件套，必要时，装配数量还可以增加。 传动装置电子元器件的装配质量受到特别重视，为此，工厂研发了专门的试验台。在制造控制组件时，电子元器件在电路板上的焊接由莫斯科的专业化企业来完成。车辆制造公司只负责控制组件电路板功能以及程度软件设备的检测和检查。每块电路板及组装好的整个控制组件的检查，在专门研发的计算机控制的试验台上进行，组装后的控制组件无需再进行仪器仪表调试和微调。每个牵引传动装置元器件箱，装车前要进行一连串的功能试验。试验工作在试验台上进行，牵引传动装置用的是同一台电机。要在整个运营速度范围之内，对整套装置在牵引工况和电制动工况下的功能状况进行全面检验（图2）。
为探寻和消除可能会发生的故障，研发了一种专用程度软件，可用移动式计算机来检测传动装置控制组件及机组的状况、控制指令的传输情况以及任何调节参数的动作情况。 截至2006 年5 月，装有异步电机牵引传动装置的4 列7 节车厢编组的地铁列车在莫斯科地铁柳布林一线运营。另外，装有异步电机牵引传动装置的10列4节车厢编组的地上地铁线列车在菲列夫斯卡亚线运营（图3）。 根据专家们的评价和司机们的反映，认为装有异步电机牵引装置的车辆，运行平稳性高，动态指标好，从特性来讲，不亚于装有阿尔斯通公司和日立公司异步电机牵引装置的同类地铁车辆。3 需要完善的问题 运营期间，这种车辆通过在俄罗斯最繁忙的莫斯科地铁的运营，包括在地面地铁线路的运营，积累了丰富的运营经验，解决了运营过程中和车辆段内保养过程中所出现的一系列问题。国产异步电机牵引传动装置的地铁车辆在运营过程中需要完善以下问题。 （1）快动牵引传动装置断路器工作的可靠性差，目前车上使用的断路器装置陈旧，不值得改造使用了，现在需要解决的是使用Secheron公司的断路器问题。 （2）欧佩克公司的 2ED 300 C17-ST 动力逆变器的驱动器工作可靠性差，运营中损坏率约 5%，日前已改用 Concept 公司的驱动器。 （3）冬季运营，特别是在地面线路上运营，若经过无遮断电流分区时，车上电压会降至容许范围以下，会造成牵引传动装置元器件箱内供电系统电路的变化。 （4）应对防止车轮空转和抱死闸保护系统的程序软件做大量的改进工作。 （5）完善传动装置诊断和故障探查的配套程序软件。 （6）在提高电机质量和可靠性方面应采取一系列结构改进措施。4 结束语 目前，地铁车辆机械制造有限公司是俄罗斯唯一一家能进行自己开发制造异步电机牵引传动装置地铁车辆的企业，企业有专业技术人员来保障牵引传动装置产品保修和售后服务工作。国产传动装置的运营支出低于进口产品，主要是零部件可由国内企业修理，设备出厂运送时间短，价格低。公司可按定货人的愿望生产和供货。参考文献1 А.А.Андреев，В.В.Куракин.Опыт ИзготовленияиЭк-сплутации Тягового Аси-нхронного Привода наВагонах Метро ПроизводстваОАО 《Метровагонмаш》.Метрои Тоннели，200（63）
